Ang mga generator ng MHD ay mga aparato na ginagamit upang makabuo ng lakas na kuryente sa pamamagitan ng pakikipag-ugnay sa isang gumagalaw na likido tulad ng ionized gas o plasma at magnetic field. Ang paggamit ng lakas na Magnetioxidodynamic mga generator unang na-obserbahan ni 'Michael Faraday' sa panahon ng 1791-1867 habang inililipat ang isang likidong de-kuryenteng sangkap sa pamamagitan ng isang nakapirming magnetic field. Ang mga halaman ng kuryente ng MHD ay nagbibigay ng potensyal na makabuo ng kuryente sa malalaking sukat na may nabawasan na epekto sa kapaligiran. Mayroong iba't ibang mga uri ng mga generator ng MHD na dinisenyo batay sa uri ng application at fuel na ginamit. Ang Pulsed MHD generator ay ginagamit para sa mga malalayong site ay ginagamit upang makabuo ng elektrikal na lakas ng malalaking pulso.
Ano ang MHD Generator?
Kahulugan: Ang isang generator ng magnetohidrodinamiko (MHD) ay isang aparato na bumubuo ng kapangyarihan nang direkta sa pamamagitan ng pakikipag-ugnay sa isang mabilis na gumagalaw na stream ng likido, karaniwang mga ionized gas / plasma. Ang mga aparato ng MHD ay binago ang init o lakas na gumagalaw sa enerhiya sa kuryente . Ang tipikal na pag-set up ng isang MHD generator ay ang parehong turbine at electric kapangyarihan ang coalesce ng generator sa isang solong yunit at walang mga gumagalaw na bahagi, sa gayon, tinatanggal ang mga panginginig at ingay, nililimitahan ang pagkasira ng luha. Ang mga MHD ay may pinakamataas na kahusayan sa thermodynamic dahil nagpapatakbo ito sa mas mataas na temperatura kaysa sa mga mechanical turbine.
Pinakamahusay bago ang generator
Pinakamahusay bago ang disenyo ng generator
Ang kahusayan ng mga kondaktibong sangkap ay dapat dagdagan upang madagdagan ang kahusayan sa pagpapatakbo ng isang aparato na bumubuo ng kuryente. Ang kinakailangang kahusayan ay maaaring makamit kapag ang isang gas ay pinainit upang maging plasma / likido o pagdaragdag ng iba pang mga ionizable na sangkap tulad ng mga asing-gamot ng mga alkali na metal. Upang mag-disenyo at magpatupad ng isang generator ng MHD, maraming mga isyu tulad ng ekonomiya, kahusayan, kontaminadong mga dipo ng hypo ang isinasaalang-alang. Tatlong pinaka-karaniwang disenyo ng mga generator ng MHD ay:
Disenyo ng Generator ng Faraday MHD
Ang disenyo ng isang simpleng generator ng Faraday ay may kasamang isang hugis na tubo o tubo na gawa sa isang hindi kondaktibong sangkap. Ang makapangyarihang electromagnet ay gumagawa ng isang magnetic field at pinapayagan ang conductive fluid na dumaan dito nang patayo, na hinihimok ang boltahe. Ang mga electrodes ay inilalagay sa tamang mga anggulo sa magnetic field upang makuha ang output na lakas na elektrikal.
Nag-aalok ang disenyo na ito ng mga limitasyon tulad ng uri ng ginamit na larangan at density. Sa paglaon, ang dami ng kuryenteng iginuhit gamit ang disenyo ng Faraday ay direktang proporsyonal sa lugar ng tubo at sa bilis ng conductive fluid.
Disenyo ng generator ng Hall MHD
Ang napakataas na kasalukuyang output na ginawa sa pamamagitan ng Faraday ay dumadaloy kasama ang likido na maliit na tubo at tumutugon sa inilapat na magnetic field na nagreresulta sa Hall Effect. Sa madaling salita, ang kasalukuyang dumadaloy kasama ang likido ay hahantong sa pagkawala ng enerhiya. Ang kabuuang kasalukuyang ginawa ay katumbas ng vector kabuuan ng mga bahagi ng traverse (Faraday) at axial current. Upang makuha ang pagkawala ng enerhiya na ito (Faraday at Epekto ng Hall mga sangkap) at pagbutihin ang kahusayan, iba't ibang mga pagsasaayos ang binuo.
Ang isang tulad ng pagsasaayos ay ang paggamit ng mga pares ng electrode na nahahati sa isang kadena ng mga segment at inilagay magkatabi. Ang bawat pares ng electrode ay insulated mula sa bawat isa at konektado sa serye upang makamit ang isang mas mataas na boltahe na may isang mas mababang kasalukuyang. Bilang isang kahalili, ang mga electrode, sa halip na patayo, ang mga ito ay bahagyang nakiling upang umayon sa vector sum ng mga alon ng Faraday at Hall Effect, na pinapayagan na kunin ang maximum na enerhiya mula sa conductive fluid. Ang figure sa ibaba ay naglalarawan ng proseso ng disenyo.
disenyo ng hall-effect-generator-design
Disenyo ng Generator ng Disc MHD
Ang disenyo ng Hall Effect disc MHD generator ay lubos na mabisa at ang pinakakaraniwang ginagamit na disenyo. Ang isang likido ay dumadaloy sa gitna ng generator ng disc. Ang mga duct ay nakapaloob sa disc at ang dumadaloy na likido. Ang pares ng mga Helmholtz coil ay ginagamit upang makabuo ng magnetic field sa itaas pati na rin sa ibaba ng disc.
Ang mga alon ng Faraday ay dumadaloy sa hangganan ng disc, habang ang kasalukuyang Hall-Effect ay dumadaloy sa pagitan ng mga ring electrode na matatagpuan sa gitna at ang hangganan ng disc.
kasalukuyang-flow-in-disc
Prinsipyo ng MHD Generator
Ang generator ng MHD ay karaniwang tinutukoy bilang isang fluid dynamo, na inihambing sa isang mechanical dynamo - a metal conductor kapag dumaan sa isang magnetic field ay bumubuo ng isang kasalukuyang sa isang conductor.
Gayunpaman, sa generator ng MHD, ang pagsasagawa ng likido ay ginagamit sa halip na isang metal conductor. Tulad ng pagsasagawa ng likido ( driver ) gumagalaw sa pamamagitan ng magnetic field, gumagawa ito ng isang de-koryenteng patlang patayo sa magnetic field. Ang prosesong ito ng pagbuo ng kuryente sa pamamagitan ng MHD ay batay sa prinsipyo ng Batas ni Faraday ng electromagnetic induction .
Kapag ang dumadaloy na likido ay dumadaloy sa pamamagitan ng isang magnetic field, ang isang boltahe ay nabuo sa kabuuan ng likido nito at ito ay patayo sa parehong daloy ng likido at ng magnetic field ayon sa Fleming's Right Hand Rule.
Paglalapat ng Right-Hand Rule ng Fleming sa generator ng MHD, ang isang dumadaloy na likido ay naipasa sa isang magnetic field na 'B'. Ang dumadaloy na likido ay may mga maliit na singil na singil na gumagalaw na may bilis na 'v'.
Ang mga epekto ng isang sisingilin na maliit na butil na gumagalaw na may isang tulin na 'v' sa isang pare-pareho na magnetic field ay ibinibigay ng Lorentz Force Law. Ang pinakasimpleng anyo ng paglalarawan na ito ay ibinibigay sa ibaba ng equation ng vector.
F = Q (v x B)
Kung saan,
Ang 'F' ay ang puwersa na kumikilos sa maliit na butil.
Ang 'Q' ay ang singil ng maliit na butil,
Ang ‘v’ ay ang bilis ng maliit na butil, at
Ang 'B' ay ang magnetic field.
Ang vector na 'F' ay patayo sa parehong 'v' at 'B' alinsunod sa kanang panuntunan.
Gumagana ang MHD Generator
Ang MHD kuryente ang diagram ng henerasyon ay ipinapakita sa ibaba na may mga posibleng module ng system. Upang magsimula, ang generator ng MHD ay nangangailangan ng isang mapagkukunan ng gas na may mataas na temperatura, na maaaring alinman sa isang coolant ng isang nuclear reactor o maaaring maging mataas na temperatura na mga gas ng pagkasunog na ginawa mula sa karbon.
gumagana ang mhd-generator
Habang dumadaan ang gas at gasolina sa pagpapalawak nguso ng gripo, binabawasan nito ang presyon ng gas at pinapataas ang bilis ng likido / plasma sa pamamagitan ng duktok ng MHD, at pinapataas ang pangkalahatang kahusayan ng output ng kuryente. Ang init ng tambutso na ginawa mula sa likido sa pamamagitan ng maliit na tubo ay ang lakas na DC. Ginagawa nito upang patakbuhin ang tagapiga upang mapalakas ang rate ng pagkasunog ng gasolina.
Mga Pag-ikot ng MHD at Mga Fluid na Nagtatrabaho
Ang mga fuel tulad ng karbon, langis, natural gas, at iba pang mga fuel na may kakayahang makabuo ng mataas na temperatura ay maaaring magamit sa mga generator ng MHD. Bukod dito, maaaring gumamit ang mga generator ng MHD ng nukleyar na enerhiya upang makabuo ng elektrisidad.
Ang mga generator ng MHD ay may dalawang uri - bukas na ikot at mga sistemang closed-cycle. Sa isang bukas na sistema ng pag-ikot, ang gumaganang likido ay ipinapasa nang isang beses lamang sa daluyan ng MHD. Gumagawa ito ng mga gas na maubos pagkatapos makabuo ng elektrikal na enerhiya, na inilabas sa himpapawid sa pamamagitan ng isang stack. Ang nagtatrabaho likido sa isang saradong sistema ng ikot ay na-recycle sa mapagkukunan ng init para sa muling paggamit nito nang paulit-ulit.
Ang nagtatrabaho likido na ginamit sa isang bukas na sistema ng pag-ikot ay hangin, samantalang ang helium o argon ay ginagamit sa isang closed cycle system.
Mga kalamangan
Ang a dvantages ng MHD generator isama ang sumusunod.
- Ang mga generator ng MHD ay direktang kinokonekta ang init o thermal na enerhiya sa elektrikal na enerhiya
- Wala itong gumagalaw na bahagi, kaya't ang pagkalugi sa makina ay magiging minimal
- Mahusay na mahusay Ay may mas mataas na kahusayan sa pagpapatakbo higit sa maginoo na mga generator, samakatuwid, ang pangkalahatang gastos ng isang halaman na MHD ay mas mababa kumpara sa maginoo na mga halaman ng singaw
- Ang mga gastos sa pagpapatakbo at pagpapanatili ay mas mababa
- Gumagana ito sa anumang uri ng gasolina at may mas mahusay na paggamit ng gasolina
Mga Dehado
Ang mga kawalan ng generator ng MHD isama ang sumusunod.
- Mga pantulong sa mataas na halaga ng mga pagkalugi na may kasamang likido na alitan at pagkalugi sa paglipat ng init
- Nangangailangan ng malalaking magnet, na humahantong sa mas mataas na gastos sa pagpapatupad ng mga generator ng MHD
- Ang mataas na temperatura ng pagpapatakbo sa saklaw na 200 ° K hanggang 2400 ° K ay magbubulok nang mas maaga sa mga sangkap
Mga aplikasyon ng MHD Generator
Ang mga aplikasyon ay
- Ginagamit ang mga generator ng MHD para sa pagmamaneho ng mga submarino, sasakyang panghimpapawid, hypersonic wind tunnel na mga eksperimento, mga aplikasyon sa pagtatanggol, at iba pa.
- Ginagamit ang mga ito bilang isang tuluy-tuloy na daloy ng kuryente sistema at bilang mga power plant sa mga industriya
- Maaari silang magamit upang makabuo ng lakas ng kuryente para sa mga domestic application
Mga FAQ
1). Ano ang isang praktikal na generator ng MHD?
Ang mga praktikal na generator ng MHD ay binuo para sa mga fossil fuel. Gayunpaman, ang mga ito ay naabutan ng magastos na pinagsamang mga siklo, kung saan ang maubos ng mga gas turbine ay nagpapainit ng singaw upang magpatakbo ng isang turbine ng singaw.
2). Ano ang binhi sa henerasyon ng MHD?
Ang seeding ay isang proseso ng pag-iniksyon ng isang seeding material tulad ng potassium carbonate o cesium sa plasma / fluid upang madagdagan ang koryenteng kondaktibiti.
3). Ano ang daloy ng MHD?
Ang mabagal na paggalaw ng isang likido ay maaaring inilarawan bilang isang regular at maayos na paggalaw. Ang anumang kaguluhan sa bilis ng daloy, ay humahantong sa pagkaligalig, mabilis na binabago ang mga katangian ng daloy.
4). Aling gasolina ang ginagamit sa pagbuo ng kuryente ng MHD?
Ang mga coolant gas tulad ng helium at carbon dioxide ay ginagamit bilang plasma sa mga nuclear reactor upang idirekta ang pagbuo ng kuryente ng MHD.
5). Maaari bang makabuo ng elektrisidad ang plasma?
Ang Plasma ay isang mahusay na conductor ng kuryente dahil mayroon itong maraming mga libreng electron. Nagiging kondaktibo ito sa kuryente kapag inilapat ang mga patlang ng kuryente at magnetiko at naiimpluwensyahan ang pag-uugali ng mga sisingilin na mga maliit na butil.
Ang artikulong ito ay nagbibigay ng isang detalyadong paglalarawan ng isang pangkalahatang-ideya ng MHD generator , na bumubuo ng kuryente gamit ang metal na likido. Pinag-usapan din namin ang prinsipyo ng MHD generator, mga disenyo, at pamamaraan ng pagtatrabaho. Bilang karagdagan, ang artikulong ito ay nagha-highlight ng mga pakinabang at disadvantages at iba't ibang mga application ng MHD generator. Narito ang isang katanungan para sa iyo, ano ang pagpapaandar ng isang generator?
